李現(xiàn)臣,薛繼洪,王有才
(1.雅礱江流域水電開發(fā)有限公司,四川 成都 610051;2.馬蒂技術(shù)有限公司 ,四川 成都 613302)
皮帶機(jī)輸送物料廣泛應(yīng)用于化工、煤炭、冶金、建材、輕工、電力、工程建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域。但皮帶機(jī)輸送物料均采用單向輸送的方式,當(dāng)兩種物料需要利用皮帶機(jī)向相反的方向輸送時(shí),通常的方法是設(shè)置兩條皮帶機(jī)。但是,由于地形、場地等的限制,錦屏二級水電站工程施工過程中,需要利用皮帶機(jī)將TBM開挖渣料運(yùn)送至渣場,同時(shí)利用同一條皮帶機(jī)將混凝土砂石料反向運(yùn)送至混凝土拌合站的砂石料倉。如何實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)返程時(shí)帶運(yùn)砂石料是工程研究的重點(diǎn)。
錦屏二級水電站位于四川省涼山彝族自治州木里、鹽源、冕寧三縣交界處的雅礱江干流錦屏大河灣上,是雅礱江干流上的重要梯級電站。工程樞紐主要由首部低閘、引水系統(tǒng)、尾部地下廠房三大部分組成。電站為一低閘、長隧洞、大容量引水式電站,4條引水洞平均長度16.7 km,總裝機(jī)容量8×600 MW。4條引水隧洞為該工程施工的關(guān)鍵項(xiàng)目,其中東端1、3號引水隧洞主要采用TBM施工,開挖直徑為12.4 m,襯砌后直徑為11.2 m;施工排水洞主要采用TBM施工,開挖直徑為7.2 m。
根據(jù)施工布置設(shè)計(jì)規(guī)劃,TBM開挖渣料和混凝土砂石料需采取皮帶機(jī)運(yùn)輸方式,砂石料料倉的位置在TBM渣料運(yùn)輸?shù)钠瘘c(diǎn)附近,砂石料加工系統(tǒng)位于TBM渣料運(yùn)輸?shù)慕K點(diǎn)附近,皮帶機(jī)長5.9 km。TBM開挖強(qiáng)度最大達(dá)5600 t/h,由于地形、場地的限制,開挖渣料采用兩條上下疊加布置的皮帶機(jī)輸送;砂石料輸送強(qiáng)度要求大于580 t/h,利用上下疊加布置的下層皮帶機(jī)返程時(shí)輸送。
皮帶機(jī)返程帶料研究的重點(diǎn)是砂石料在皮帶機(jī)下層皮帶的上料和下料,以及上下層皮帶的布置,解決了這些問題,其他設(shè)備選型等問題就會(huì)迎刃而解。
為了成功將砂石料運(yùn)輸至返程帶料皮帶上,在皮帶機(jī)輸送TBM渣料的尾端通過增加1個(gè)驅(qū)動(dòng)滾筒、3個(gè)壓力滾筒、兩個(gè)改向滾筒加大皮帶機(jī)的上下層間距,在上下層皮帶之間布置1個(gè)溜槽斗和1條垂直的上料皮帶 (見圖1中415皮帶),可順利地將砂石料加載至下層皮帶上。
圖1 返程帶料皮帶機(jī)系統(tǒng)示意
圖2 返程帶料皮帶機(jī)尾部布置原理
通常不帶料的下層皮帶托輥及托輥支架布置為水平狀,為實(shí)現(xiàn)110號皮帶機(jī)返程帶料的功能,將返程帶料皮帶的托輥及支架布置成 “U”形,皮帶全程上下層間距約為875 mm,防止砂石料在皮帶機(jī)運(yùn)行過程中外溢,并便于上下層之間布置隔離層,防止上層皮帶渣料對下層砂石料的污染。
為了下層皮帶返程帶料尾部能夠?qū)崿F(xiàn)卸料、轉(zhuǎn)料等功能,對尾部的布置進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì),布置原理如圖2所示。
各部件配置及作用為:
(1)驅(qū)動(dòng)滾筒①。配置1臺驅(qū)動(dòng)電機(jī),為返程帶料皮帶提供動(dòng)力;并作為返程帶料皮帶的卸料點(diǎn)。
(2)驅(qū)動(dòng)滾筒②。配置兩臺驅(qū)動(dòng)電機(jī),為皮帶機(jī)提供動(dòng)力。
(3)壓力滾筒①。增大驅(qū)動(dòng)滾筒①的包角及卸料斗的布置空間。
(4)改向滾筒。皮帶改向及增大卸料裝置的空間。
(5)壓力滾筒②。增大驅(qū)動(dòng)滾筒②的包角。
(6)板式皮帶機(jī)。轉(zhuǎn)送成品砂石料至后方運(yùn)料皮帶機(jī)。
錦屏二級水電站工程皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)根據(jù)TBM出渣皮帶機(jī)運(yùn)行方向和混凝土砂石料運(yùn)輸方向正好相反這一特點(diǎn),充分利用皮帶機(jī)運(yùn)行時(shí)上下層帶面反方向運(yùn)行這一特性,采用皮帶機(jī)上層帶面承擔(dān)TBM渣料出渣運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí),下層帶面將砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)的成品砂石料帶回至混凝土生產(chǎn)系統(tǒng),屬國內(nèi)外首創(chuàng)。該系統(tǒng)從2009年6月運(yùn)行至今,成功完成了TBM渣料輸送任務(wù),已累計(jì)返程帶運(yùn)成品砂石料456萬t,滿足隧洞開挖棄渣和成品砂石料運(yùn)輸?shù)男枰?,表明該設(shè)計(jì)是成功的,可供其他工程參考。
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